JP2006021637A - キャスター - Google Patents

Abstract

【課題】キャスターにおける車輪の一部に環状弾性材を用いて走行時の静粛性と防振性を向上させる。
【解決手段】車輪の少なくとも一部に、周方向間歇的個所に側面方向に向けて貫通させた多数もしくは複数の穴を形成した環状の弾性体を介在させてなる。 これにより走行に際して路面衝撃や段差などによる衝撃を弾性体自体のみならず、その側面方向に向けて貫通させた多数もしくは複数の穴の撓みにより十分に吸収することができ、これによって静粛性のみならず路面衝撃吸収性を著しく向上させるとともにコンパクトでしかも構成が簡単であるところからコストの低減をはかることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばストレッチャーや配膳車など病院内で使用に供される各種の移動用具、あるいは汎用の車椅子、ベビーカー、その他工場内において使用される精密部品・機器類搬送用台車などに使用されるキャスターに関し、走行に際して静粛性と路面衝撃吸収性を著しく向上させるとともにコストの低減をはかることを目的とする。

路面からの衝撃を吸収する構造を備えたキャスターとしては、これまでに例えば車体下部に回転体を回転自在に設けるとともに、該回転体に対してアームの一端を、アームが斜め下方に向けて回転自在に結合させ、さらに該アームの下部に車輪を取り付けるとともに、前記回転体の軸受部とアームとの間に、アームの回転変異位を規制する回転変位制限機構を設けることにより、路面からの衝撃を緩衝するようにした構造のキャスターが知られる（特開２０００−１３５９０１号公報参照）。

また、車体側に取り付けられるブラケットに対してリンク機構を介して車輪を取り付けるとともに、リンクとブラケットの間に、上記リンクの回動に伴って伸縮作動する油圧ダンパを介在させ、しかも該油圧ダンパに高粘度の作動油を封入してブラケットに懸かる荷重を支持させるようにし、これによって路面衝撃を吸収できるようにしたものである（特開２００１−２７７８０９号公報参照）。

さらに、車体に取り付けられる支持金具に支点軸を介して、下端に車輪５を有する搖動ブラケットを取り付けるとともに、上記車輪の支点軸が搖動ブラケットの支点軸よりも水平方向に変位した位置となるようにすることにより、車椅子にて段差を乗り越える際の衝撃を緩衝させ、しかも始動抵抗を少なくするようにした構造のものも知られている（実用新案登録第３０９４７０３号公報参照）。
特開２０００−１３５９０１号公報 特開２００１−２７７８０９号公報 実用新案登録第３０９４７０３号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものは、構造上から前後（走行）方向の振動緩和が殆どなく、またアームの長さをある程度長くする必要があり、そのために全体として部品の大型化が避けられず、しかも部品点数が多くなるためにコスト上昇が避けられない。また特許文献２に記載のものは、油圧ダンパ機構を用いるところから、構造が複雑となり、必然的にコストの上昇が避けられない。

さらに特許文献３に記載のものは、比較的構造が簡単で低コストではあるが、段差を乗り越えるには都合がよいものの、上下方向の衝撃吸収に不向きであり、平坦路面での乗り心地向上には殆ど寄与しない。

そこで本発明は上記の課題を解決し、構造が簡単で、しかも水平方向あるいは垂直方向のみならず車輪の周方向全周にわたるいずれの方向からの衝撃に対しても十分に吸収して走行振動を減少させ、しかも静粛性を向上させるようにしたものであって、具体的には請求項１の発明は、車輪の少なくとも一部に、周方向間歇的個所に側面方向に向けて多数もしくは複数の穴を貫通させた環状の弾性体を介在させてなるキャスターに関する。

また請求項２の発明は、弾性体の周方向間歇的個所に側面方向に向けて貫通させた多数もしくは複数の穴が複数種の穴形状の組み合わせであるところの請求項１に記載のキャスターに関する。 さらに請求項３の発明は、弾性体の周方向間歇的個所に側面方向に向けて貫通させた多数の穴が、環状弾性体の内周寄りと外周寄りに、少なくとも２列以上に施されているところの請求項１に記載のキャスターに関する。

さらに請求項４の発明は、弾性体の周方向間歇的個所に側面方向に向けて貫通させた多数もしくは複数の穴が、環状弾性体の内周端寄りから外周端寄り方向に向けた断面略長円状であって、これらの各穴が弾性体の周方向等間隔毎に放射状に施されているところの請求項１に記載のキャスターに関する。 さらに請求項５の発明は、環状の弾性体における内周端と軸受材間又は外周端とタイヤとの間に環状のベアリングを介在させてあるところの請求項１〜４の何れか１に記載のキャスターに関する。

さらに請求項６の発明は、車輪のタイヤ内周側に環状のベアリングを介在させて装入され、しかも内周側を軸受材に固定される環状の弾性体であって、該弾性体はその軸受材が弾性体の中心軸から真上もしくは斜め上方に変位した位置に取り付けられ、しかも周方向複数箇所に側面方向に向けて穴を貫通開口させることにより中心軸を中心とした上記弾性体を横断する少なくとも１本のゴムスポークを形成してなることを特徴としたキャスターに関する。

さらに請求項７の発明は、ゴムスポークが、車輪の走行方向に対して１０°〜５０°の範囲内において傾斜しているところの請求項６に記載のキャスターに関する。 さらに請求項８の発明は、環状の弾性体側面に貫通開口させた穴を挟んで軸受材側のゴムスポークとベアリング側とに一定の間隔を介して相互に離間させたストッパーを対向突出させてなることを特徴とした請求項６又は請求項７に記載のキャスターに関する。

さらに請求項９の発明は、環状の弾性体は、求心方向に向けて次第に肉薄に形成されているところの請求項１〜８に記載のキャスターに関する。 さらに請求項１０の発明は、環状の弾性体中心の軸受材又は該軸受材に装入される軸棒には、車輪を路面から引き上げるためのスタンドが取り付けられるようにしたところの請求項１〜９のいづれか１に記載のキャスターに関する。

本発明は上記した通り、車輪の少なくとも一部に、周方向間歇的個所に側面方向に向けて多数もしくは複数の穴を貫通させた環状の弾性体を介在させてなるものであるために、走行に際して路面衝撃や段差などによる衝撃を弾性体自体のみならず、その側面方向に向けて貫通させた多数もしくは複数の穴の撓みにより、垂直方向のみならず前後方向の振れ（ストローク）をも吸収することができ、これによってとくに旋回時における始動抵抗の低減、ならびに病院内等での良床面走行時の異音（スキール音）発生を抑えることができ、これによって静粛性のみならず路面衝撃吸収性を著しく向上させ、しかも旋回半径の縮小化やるとともにコンパクトでしかも構成が簡単であるところからコストの低減をはかることができる。

また、弾性体の側面方向に向けて周方向間歇的個所に貫通させた多数もしくは複数の穴が、環状弾性体の内周端寄りから外周端寄り方向に向けた断面略長円状の各穴が放射状に施されている場合においては、各長円状の各穴間に位置する細長いリブが走行時に順次十分に撓むことができるので、より一層の静粛性および路面衝撃吸収性の向上をはかることができる。

さらに、車輪のタイヤ内周側に環状のベアリングを介在させて装入され、しかも軸受材に固定される環状の弾性体であって、該弾性体はその中心軸受材が弾性体の中心軸から真上もしくは斜め上方に変位した位置に取り付けられ、しかも周方向複数箇所に側面方向に向けて穴を貫通開口させることにより中心軸を中心とした上記弾性体を横断する少なくとも１本のゴムスポークを形成してなる場合においては、垂直方向の路面衝撃を十分に吸収することができ、乗り心地が格段に向上する。

さらに上記ゴムスポークが、車輪の走行方向に対して１０°〜５０°の範囲内において傾斜している場合においては、走行時における水平方向と垂直方向の路面衝撃とをバランスよく吸収することができる。 さらに弾性体側面に貫通開口させた穴を挟んで軸受材側のゴムスポークとベアリング側とに一定の間隔を介して相互に離間させたストッパーを対向突出させてなる場合には、走行時に過大な衝撃を受けた場合において、１個の穴を挟んで相互に離間して対向状態で設けられた上記１対のストッパーが、相互に接触してそれ以上の撓みを阻止することができるために、キャスターの破損を防止することができる。

さらに、環状の弾性体中心の軸受材又は該軸受材に装入される軸棒に、車輪を路面から引き上げるためのスタンドを取り付けるようにした場合においては、キャスターの停止時にスタンドを用いて車輪を路面から浮上させておくことにより、長期間不使用時においても、弾性体が変形し、あるいは劣化することが無いからキャスターの耐久性を著しく向上させることができる。

以下において本発明の具体的な内容を図１〜８の実施例をもとに説明する。 図１は本発明の第１実施例であり、同図において１はキャスターの車輪をあらわしている。 すなわち車輪１は軸受材２、弾性体３、シュー５、ベアリング６・７より構成される。 図１（Ａ）の構成においては、軸受材２はこの場合アルミ製で、中心の穴２ａに支承軸（図示省略）を挿通させてキャスターに支承させるとともに、その外周側にはベアリング６が嵌められ、さらにベアリング６の外周側に弾性体３が装着される。

弾性体３は、中心部に軸受材２を嵌挿可能な環状をなし、しかも車輪が路面を走行する際に受ける衝撃を十分に吸収できるようにゴムあるいはウレタンその他ある程度の弾性がある材質のものが用いられ、さらに路面から受ける垂直方向の衝撃のみならず、水平方向の衝撃をも吸収できる構造であるのが好ましい。 そのために該弾性体３には周方向間歇的個所に側面方向に向けて貫通させた多数もしくは複数の穴４が形成されている。 なお、この場合の穴４の形状あるいは数については種々のものが考えられるが、図１（Ａ）の実施例では断面が真円状の穴４ａが環状をした弾性体３の内周寄り（軸受材２寄り）に、さらにこれとは別に同じく真円状の穴４ｂが外周寄りに、２列に施されている。

なおこの場合の真円状の穴４は３列以上であってもよい。 またこの場合の弾性体３の側面方向に向けて周方向間歇的個所に貫通させた多数もしくは複数の穴４については、その形状が必ずしも上記した断面が真円状のものに限らず、楕円や方形あるいは多角形状のものでもよく、さらにこれら複数種の混合穴形状の組み合わせであってもよい。 なお５は路面と接触する比較的硬質のゴムあるいはウレタン等の材質からなるシューであって環状をした弾性体３の外周面に嵌装される。 なお、図１（Ｂ）にはベアリング７を弾性体３の外周面とシュー５との間に介在させた例が示されている。

さらに図２は本発明の第２実施例であり、同図における軸受材２、弾性体３、シュー５、ベアリング６・７の基本的な構成は、前記した第１実施例のものと同様であるが、弾性体３に形成された多数の穴４の形状が弾性体３の周方向に平行させた長円状に形成されており、しかも図２（Ａ）図では弾性体３の内周寄り（軸受材２寄り）に長円状の穴４ａが、さらにこれとは別に同じく長円状の穴４ｂが外周寄りに２列に施されている。 また図２（Ａ）ではベアリング６が軸受材２と弾性体３の間に、また図２（Ｂ）ではベアリング７が弾性体３とシュー５との間に介在されている。

さらに図３は本発明の第３実施例であり、同図における軸受材２、弾性体３、シュー５、ベアリング６・７の基本的な構成は、前記した第１実施例のものと同様であるが、弾性体３に形成された多数の穴４の形状が軸受材２寄りに周方向等間隔に形成した穴４ｅが、それぞれ放射外方に向けて次第に先細り状に略三角形に形成されているとともに、シュー５寄りの位置であって、上記した各略三角形状の穴４ｅ・４ｅ間に位置して形成された略半円状の穴４ｆとから構成されている。 また図３（Ａ）ではベアリング６が軸受材２と弾性体３の間に、また図３（Ｂ）ではベアリング７が弾性体３とシュー５との間に介在されている。

さらに図４は本発明の第４実施例であり、同図における軸受材２、弾性体３、シュー５、ベアリング６・７の基本的な構成は、前記した第１実施例のものと同様であるが、弾性体３に形成された多数の穴４の形状が、環状の弾性体３の内周端寄り（軸受材２寄り）から外周端寄り（シュー５寄り）方向に向けた断面略変形長円状の各穴４ｇが周方向等間隔毎に放射状に施されている。 また図４（Ａ）ではベアリング６が軸受材２と弾性体３の間に、また図４（Ｂ）ではベアリング７が弾性体３とシュー５との間に介在されている。

さらに図５は本発明の第５実施例であり、同図における軸受材２、弾性体３、シュー５の基本的な構成は、前記した第１実施例のものと同様であるが、弾性体３は軸受材２とともにキャスター側に固定されて非回転であり、しかも弾性体３の中心に装入された軸受材２を中心にして、ベアリング７やシュー５が上下方向もしくは斜め上下方向に弾性変位することができる。

すなわち弾性体３の周方向複数箇所（本実施例においては２箇所）に大きな穴４ｈおよび４ｉが施され、その結果として軸受材２を中心とした上記弾性体３を横断する少なくとも１本のゴムスポーク３Ａが形成される。 このゴムスポーク３Ａは、その中心線Ｙ−Ｙが地面Ｇと平行な水平に位置し、しかも下側に位置する穴４ｉを挟んで軸受材側のゴムスポーク３Ａとベアリング７側とに一定の間隔を介して相互に離間させた一対のストッパー８および９を対向突出させてなる。

この場合においては、水平なゴムスポーク３Ａが軸受材２を介して常時荷重を受けており、キャスターの車輪１がベアリング７を介して路面Ｇ上を走行し、走行時の路面衝撃を受けた際に水平なゴムスポーク３Ａの中央部、すなわち軸受材２付近を中心として上方側（鎖線で示した位置）又は、下方側（一点鎖線で示した位置）に撓み、これによって垂直方向の衝撃を十分に吸収することができる。

またそればかりでなく、過大な路面衝撃を受けた場合においては、前記した一対のストッパー８および９が互いに対向接触することによって、それ以上のゴムスポーク３Ａの撓みを阻止してキャスターの破壊を防ぐことができるようになっている。

さらに、図６は本発明の第６実施例であり、同図における軸受材２、該軸受材２の変位、キャスターに固定されて非回転の弾性体３、およびゴムスポーク３Ａ、一対のストッパー８および９、さらにシュー５の基本的な構成は、上記した第５実施例のものと同様であるが、ゴムスポーク３Ａが、車輪の路面走行方向Ｒに対し２０°傾斜しており、これによって走行時における垂直方向の路面衝撃のほかに段差の乗り越え時等の際に起こる水平方向の路面衝撃をも吸収することができるようになっている。

さらに、図７は本発明の第７実施例であり、上記した第６実施例におけるゴムスポーク３Ａの車輪の路面走行方向Ｒに対する傾斜角度を４５°とした。 このようにすることにより、走行時における垂直方向の路面衝撃と段差の乗り越え時等の際に起こる水平方向の路面衝撃とをバランスよく吸収することができる。

なお、上記した第５〜７実施例におけるゴムスポーク３Ａの形状については、各図に示したＹ−Ｙ方向に向けた１本の形状など格別特定の形状である必要はなく、垂直あるいは水平方向の路面衝撃を受けた際に一定方向に十分に撓むことができる形状であるならば、平行する２本、あるいは三叉状などであってもよい。

しかしゴムスポーク３Ａの路面走行方Ｒに対する傾斜角度の設定については、上記一定方向に向けた撓みが、路面走行方向Ｒに対して少なくとも１０°以上の傾斜がないと水平方向の衝撃吸収は困難であり、また反対に５０°を超えると、水平方向の衝撃吸収は十分であっても垂直方向の衝撃吸収が不十分となる。 したがって１０°〜５０°の範囲内での傾斜であることが望ましい。

さらに、図８は本発明の第８実施例であり、同図（Ａ）およびそのＸーＸ線に沿った断面図（Ｂ）において１０はベアリング、１１はベアリング受材、１２は弾性体、１３はシューを示している。 ベアリング１０は、中心部に軸を受け入れる中心穴１０ａを有するとともに、これをベアリング受材１１の内周側に嵌入させる。 さらに弾性体１２は前記した各実施例と同様の材質のものによって構成され、全体が環状であるとともに求心方向に向けて次第に肉薄となるように形成され〔図８（Ｂ）参照〕、しかも周方向間歇的個所に側面方向に向けて貫通させた多数もしくは複数の穴１２ａ・１２ｂが形成されている。

なおこの穴１２ａ・１２ｂは、既述した第１実施例の場合のように、断面が真円状の穴１２ａが環状をした弾性体１２の内周寄り（ベアリング受材１１寄り）に、さらにこれとは別に同じく真円状の穴１２ｂが外周寄り（シュー１３寄り）に、２列に施されている。

なお上記図８の第８実施例においては、弾性体について、求心方向に向けて次第に肉薄に形成するようにしたが、これを既述した第１〜７実施例における各弾性体３についても、求心方向に向けて次第に肉薄に構成するようにしてもよい。 このように弾性体について、求心方向に向けて次第に肉薄に形成することによって、路面走行時における垂直方向の路面衝撃および水平方向の路面衝撃のはかに、側面方向の振動も吸収することができ、キャスターの静粛性をより一層向上させることが可能となる。

さらに図９は本発明の第９実施例であり、同図における軸受材２、弾性体３、シュー５、ベアリング６・７等の基本的な構成については、前記した第１〜８実施例のものとそれぞれ同様であることを前提に、さらにそこで使用されている防振目的の環状の弾性体３（１２）の耐久性を向上させるために、中心の軸受材２又はベアリング１０又は該軸受材２に装入される軸棒には、車輪を路面から引き上げるためのスタンド１４が取り付けられており、このスタンド１４の構造については、一般の自転車後部に取り付けられているスタンドと同様の構造であり、これをキャスター用として超小型化して用いたものであるから、その具体的な構造の説明については省略する。

上記のスタンド１４を、既述した第１〜８実施例のキャスターに取り付けるようにした場合においては、弾性体の路面から受ける負荷を無くし、走行時のみバネ１４ａの引っ張り力に抗してロック１４ｃを外し、スタンド１４をヒンジ部１４ｂに固定した支点を中心に水平上方向に退避させてシュー５（１３）を路面Ｇに接地させて走行させるようにすることにより、弾性体３（１２）の防振効果を長期間にわたり維持することができ、耐久性を著しく向上させることができる。

本発明における第１実施例であるキャスターの車輪部分の拡大側面図。 本発明における第２実施例であるキャスターの車輪部分の拡大側面図。 本発明における第３実施例であるキャスターの車輪部分の拡大側面図。 本発明における第４実施例であるキャスターの車輪部分の拡大側面図。 本発明における第５実施例であるキャスターの車輪部分の拡大側面図。 本発明における第６実施例であるキャスターの車輪部分の拡大側面図。 本発明における第７実施例であるキャスターの車輪部分の拡大側面図。 本発明における第８実施例であるキャスターの車輪部分の拡大側面図および断面図。 本発明における第９実施例であるキャスターの車輪部分の拡大側面図。

符号の説明

１ 車輪
２ 軸受材
３ 弾性体
３Ａ ゴムスポーク
４ 穴
４ａ〜ｉ 穴
５ シュー
６ ベアリング
７ ベアリング
８ ストッパー
９ ストッパー
１０ ベアリング
１１ ベアリング受材
１２ａ 穴
１２ｂ 穴
１３ シュー
１４ スタンド
１４ａ バネ
１４ｂ ヒンジ部
１４ｃ ロック

Claims (10)

1. 車輪の少なくとも一部に、周方向間歇的個所に側面方向に向けて多数もしくは複数の穴を貫通させた環状の弾性体を介在させてなるキャスター。
2. 弾性体の周方向間歇的個所に側面方向に向けて貫通させた多数もしくは複数の穴が複数種の穴形状の組み合わせであるところの請求項１に記載のキャスター。
3. 弾性体の周方向間歇的個所に側面方向に向けて貫通させた多数の穴が、環状弾性体の内周寄りと外周寄りに、少なくとも２列以上に施されているところの請求項１に記載のキャスター。
4. 弾性体の周方向間歇的個所に側面方向に向けて貫通させた多数もしくは複数の穴が、環状弾性体の内周端寄りから外周端寄り方向に向けた断面略長円状であって、これらの各穴が弾性体の周方向等間隔毎に放射状に施されているところの請求項１に記載のキャスター。
5. 環状の弾性体における内周端と軸受材間又は外周端とタイヤとの間に環状のベアリングを介在させてあるところの請求項１〜４の何れか１に記載のキャスター。
6. 車輪のタイヤ内周側に環状のベアリングを介在させて装入され、しかも内周側を軸受材に固定される環状の弾性体であって、該弾性体はその軸受材が弾性体の中心軸から真上もしくは斜め上方に変位した位置に取り付けられ、しかも周方向複数箇所に側面方向に向けて穴を貫通開口させることにより中心軸を中心とした上記弾性体を横断する少なくとも１本のゴムスポークを形成してなることを特徴としたキャスター。
7. ゴムスポークが、車輪の走行方向に対して１０°〜５０°の範囲内において傾斜しているところの請求項６に記載のキャスター。
8. 環状の弾性体側面に貫通開口させた穴を挟んで軸受材側のゴムスポークとベアリング側とに一定の間隔を介して相互に離間させたストッパーを対向突出させてなることを特徴とした請求項６又は請求項７に記載のキャスター。
9. 環状の弾性体は、求心方向に向けて次第に肉薄に形成されているところの請求項１〜８に記載のキャスター。
10. 環状の弾性体中心の軸受材又は該軸受材に装入される軸棒には、車輪を路面から引き上げるためのスタンドが取り付けられるようにしたところの請求項１〜９のいづれか１に記載のキャスター。

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